光栅阵列测振系统研究

针对传统光纤振动传感器信噪比低、噪音大、灵敏度低或者监测距离短等问题,设计了一种光栅阵列振动传感系统,系统以一系列弱反射光栅传感器为敏感单元,利用波分复用技术对光栅传感器进行传感网络的组建,利用双脉冲调制的方法,还原了振动信号,在工程应用中,该系统能对入侵行为进行实时监控,并能快速、有效地确定入侵信号,具有较高的灵敏度,并在一定程度上排除了环境干扰,有利于在大区域,长距离的监控领域获得应用。     

一种基于光纤光栅压力传感阵列的飞机燃油液位测量方法研究

本文提出了一种基于光纤光栅压力传感器阵列的飞机燃油液位传感系统,研究了基于聚氨酯材料的压力敏感薄膜和光纤光栅压力传感器的制造工艺,通过光纤光栅(FBG)压力传感器阵列搭建了燃油液位传感系统,开展了液位传感实验。实验结果表明,该系统在75cm液位量程范围内可实现16.09pm/cm的测量灵敏度,最大相对误差<４％。论文提出的基于线性拟合曲线截距测量的液位高度计算方法,可以克服实际应用中测量液体密度和重力加速度变化对液位测量精度的影响,保证了系统的检测精度。该光纤光栅液位传感器为飞机燃油液位检测提供了一种新的技术思路。     

基于FBG的机器人柔性触觉传感器

为了满足机器人与外界环境、对象发生接触及交互作用时的触觉感知需求,提出了一种基于光纤布拉格光栅（FBG）的柔性触觉传感器．该传感器采用3×3 FBG阵列作为柔性传感元件,聚二甲基硅氧烷（PDMS）材料构成双层柔性基体．介绍了传感器的传感原理并采用有限元方法对其弹性体进行力学仿真分析,基于标定实验平台完成该传感器的静态标定实验．传感器的空间分辨率为25mm,在10mm×10mm载荷施加单元下,对力的感知范围为0～7N,且传感器具有较好的线性度和灵敏度,重复性和一致性良好,力灵敏度为0.16nm/N．实验结果和分析研究都证明了柔性触觉传感器的可行性．该传感器与人体皮肤触感及结构极为相似,且布线简单、抗干扰能力强．     

光纤光栅传感器技术及其在电力系统中的应用

在分析Bragg光纤光栅和长周期光纤光栅传感测试技术工作原理的基础上,系统总结了光纤光栅传感器在电力系统中的应用.对光纤光栅传感技术在电力电缆监测、汽轮机内部湿度场监测、高压开关柜隔离触头温度监测、线圈绕组温度监测、风力发电机叶片的监测及发电机绕组端部的振动测量几个方面的应用做了具体的阐述和实用价值的分析,本文还提出了基于磁致伸缩材料GMM的光纤光栅电流传感器的测量模型,理论计算灵敏度达到了0.0888nm/A.     

Mach-Zehnder干涉型长周界预警系统入侵目标定位

分布式光纤传感器尤其是干涉型光纤传感器以其特有的优点近年来成为研究的热点.针对长周界大范围设施的实时监测问题,阐述了双Mach-Zehnder环监测系统的原理.根据入侵干扰信号的特点,改进了原有的定位方法,提出了一种二次相关的方法以解决在入侵点定位过程中运算量与实时性的问题,并用实验数据加以说明此方法确实有效.     

光纤应变传感器及其在结构健康监测中的应用

应变是表征工程结构健康状态的重要指标.光纤应变传感器以其对外界环境的变化敏感,质轻径细、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、能实现绝对测量、稳定性好、容易复用、能埋入工程结构等特点,因此在结构健康监测中得到日益广泛的应用.目前,结构状态健康监测应用光纤应变传感器主要有光纤珐珀干涉传感器及光纤光栅传感器.本文介绍它们的原理、结构、及其在结构安全监测中的应用技术与系统.     

土体微位移精准监测研究

基于光纤光栅传感器制备了一种测量土体内部微变形的位移传感器,该传感器主要包括光纤光栅、PVC(Polyvinyl chloride)管和光纤锚固板.标定试验发现,微位移传感器的最小分辨率为0.0083 mm,灵敏度为0.12 nm/mm,可测量的最大位移为7.58 mm.通过边坡模型试验与有限元模拟计算对比研究发现,有...     

光纤布拉格光栅传感技术在隧道火灾监测中的应用研究

针对公路隧道存在潜在的火灾问题,提出一种利用环氧树脂封装而成的光纤布拉格光栅传感器对隧道火灾进行监测,分析了其基本原理及温度传感特性,实验结果表明封装后的光纤光栅的温度传感灵敏度约是裸光栅的2.75倍.再利用光纤光栅多区波分复用技术,设计了一套基于光纤布拉格光栅传感技术的隧道火灾报警监测系统.结合现场模拟监测实验,证明该系统灵敏度高、数据准确,能够对隧道火灾报警方位进行精确判断,为隧道火灾的预警和救灾赢得时间.     

光纤安防系统中振动信号的特征提取和识别

利用光纤振动传感器可以实现分布式周界安防监测,进而实现自动报警.对周界安防监测信号的分析处理和识别受到业界关注.对光纤信号的特征提取和识别方法进行综述,这些特征提取方法通过对光纤振动信号的时域这个维度进行各种分解,从而提取各种信号的属性特征;对光纤振动信号的识别主要使用经验阈值、神经网络、支持向量机方法,目前这些方法对光纤入侵事件识别效果还不能令人满意.通过实验采集挖掘机挖掘、人工挖掘、汽车行驶、行人和自然环境噪声这5种入侵行为引起的光纤振动信号数据,并进行数据的3维图形可视化分析,提出一种安防监测信号在时域和空域这2个维度信息的特征提取方法;根据光纤振动入侵事件的重要程度分成4个阶段先后完成识别任务,采用2分类任务决策树模型和约束极速学习机算法识别入侵事件类型,提高了对各类事件的正确识别率.     

多路复用技术在水声探测系统中的应用

光纤(光栅)水听器已经成为目前水声探测灵敏度最高的器件.它具有较小的体积并且适于成阵,是目前水声探测系统的热门研究列象.基于多路复用技术的分布式阵列则是光纤(光栅)水听器应用研究的发展方向.本文简要介绍了目前光纤(光栅)水听器阵列多路复用技术的研究状况以及工作原理.     

用于周界入侵报警的红外—超声波无线传感器网络节点设计

为了提高周界入侵探测的网络化、自动化水平,有效覆盖传统入侵探测的监控盲区,将无线传感器网络（WSNs）技术应用于周界入侵报警,设计了一种红外—超声波联合周界入侵报警节点和报警软件。节点采用热释电红外传感器与超声波传感器相结合的方式组成前端探测模块,并基于GAINz平台设计实现了无线通信和数字处理单元。通过实验室测试,传感器节点能够成功进行周界入侵报警,并有效消除误差,解决了单一传感器因自身缺陷而出现的漏报误报问题。     

基于温控Bragg光栅滤波器的光纤Bragg光栅动态应变传感系统

描述了一种基于温控光纤光栅解调的光纤光栅动态高精度应力测量系统.传感光纤光栅的Bragg反射光受到动态应力调制,反射光其后入射到温控光纤光栅滤波器,传感系统通过测量温控光纤光栅的透射光强变化实现了动态应力解调.温控调节温控光纤光栅,使传感系统始终处于透射光强对应力变化最敏感的最佳状态.利用光纤光栅滤波器的大斜率特性,实现了高动态精度的动态应力传感.以简支梁的自由振动作为研究对象,在有效探测简支梁带宽为1～3 200 Hz的谐振频率范围内获得了高达6.7×10-10ε/Hz1/2的动态应力测量精度.     

光纤光栅温度传感器

本文提出了一种新型的光纤光栅温度传感方案,利用微机控制光纤激光器波长扫描寻址方法实现了传感信号的解调。理论上分析了系统的响应特性,并同实验结果进行了比较。     

基于长周期光栅滤波的全光纤光纤光栅传感器研究

设计了一种全光纤传感测试系统,采用长周期光纤光栅作为边带滤波器,对光纤布拉格光栅的传感信息进行解调,结合高信噪比的光电测量系统,传感测量的波长检测灵敏度为１．９４ｄＢ／ｎｍ,波长测量分辨率可达０．０５ｎｍ。     

基于决策树和协议分析的入侵检测研究

当前大多数入侵检测产品使用的是基于规则的简单模式匹配技术,它们存在着资源消耗量大、误报率高以及随着网速的提高出现丢包等问题。针对这些问题,提出了用决策树算法实现基于协议分析的入侵检测方法。试验结果表明,该方法具有较高的检测速度和较低的正误报率。     

一种强度调制型频率编码光纤环传感器阵列

提出一种基于强度调制技术的频率编码光纤环传感器。给出光纤传感阵列结构并阐述了多传感器准频分复用原理,分析了阵列中传感器的反射信号特征,并重点讨论了不同长度光纤环的谐振频率特性。结果表明,通过改变光纤耦合系数及选用合适的光纤环长度,可以提高传感系统的复用能力和分辨能力。系统采用频率跟踪解调技术以提高信噪比和探测灵敏度。此系统可用于准分布应变和温度的测量。     

基于Minkowskey距离的模糊入侵检测方法研究

After analyzing the deficiency of traditional intrusion detection system, a new kind of intrusion detection method based on Minkowskey is put forward for reducing false positive rate. The essence of it is to set up a normal behavior fuzzy sub collection A on the basis of watching the normal system transfer of the privilege process, and set up a fuzzy sub collection B with real time transfer array, then detect with the principle of minimum distance in fuzzy discern method.     

基于多模光纤强度调制的扰动定位传感器

介绍了一种采用模式耦合原理的强度调制型扰动定位传感器.传感光纤为多模光纤.光在传感光路中沿相反的方向传播,分别由两个探测器接收,通过计算扰动信号到达两个探测器的时间差,可以得到扰动的位置.本文分析了其传感原理、定位原理及影响定位精度的因素,通过采用宽谱光源、数字滤波等方法使定位精度提高到约±100 m.所述方案定位精度高、结构简单、传感距离长,适用于长距离管道监测、安全防卫等各种扰动传感领域.     

免疫Agent和量子粒子群优化的入侵检测方法研究

针对传统入侵检测系统检测速度慢和误检率高的问题,将免疫原理、移动Agent技术和量子粒子群优化算法相结合,提出了基于免疫Agent和粒子群优化算法的入侵检测模型。介绍了系统模型与体系结构,并对系统性能进行仿真实验。实验结果对比表明,系统能提高传统入侵检测系统的检测速度和降低误检率。